高中化学5-2必考知识点

第二节元素周期律,1了解原子核外电子排布规律。2掌握元素周期律。3了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。4了解微粒半径大小的比较方法。,在本专题的学习中，要抓住一个主线(元素原子的核外电子排布)，两个基本点(元素周期律和元素周期表的结构)，并注意：1熟练掌握位构性之间的关系。归纳总结原子结构与元素在周期表中的位置关系，根据原子序数推断元素在周期表中的位置，并能根据元素在周期表中的位置确定元素的性质。,2通过典型高考试题，分析考查本部分内容的题目类型与特点，掌握其方法思路。在多元素推断题中，一般会有一种元素具有单独推断出来的足够条件，以此作为解题的突破口，然后结合题目所给的其他条件与突破口之间的内在联系，顺藤摸瓜，各个击破。若题目无明显的突破口，则要从提供的某项条件中划定一个范围，再根据其他条件逐一缩小范围，层层逼近，最后水落石出。,一、原子核外电子的排布1在同一原子中各电子层之间的关系,2.原子核外电子排布规律(1)核外电子一般总是尽先排布在_的电子层里。(2)每个电子层最多容纳的电子数为_个。(3)最外层最多容纳电子数不超过_个(K层为最外层时不超过_个)。(4)次外层最多容纳的电子数不超过_个，倒数第三层不超过_个。,二、元素周期表1定义：元素的_随着_的递增而呈_变化的规律。2实质：元素原子_的周期性变化。,3元素周期表中主族元素性质的递变规律,三、元素周期表和元素周期律的应用1元素周期表中元素的分区沿着周期表中_之间画一条虚线，为金属元素与非金属元素的分界线。(1)金属元素：位于分界线的_区域，包括所有的_元素和部分_元素。(2)非金属元素：位于分界线的_区域，包括部分主族元素和_族元素。(3)分界线附近的元素，既能表现一定的_，又能表现出一定的_。,2元素周期表和元素周期律应用的重要意义(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们原子结构和性质提供线索。(2)寻找新材料：半导体材料：在_附近的元素中寻找；在_中寻找优良的催化和耐高温、耐腐蚀的合金材料；在周期表中的_附近探索研制农药的材料。(3)预测元素的性质(根据同周期、同主族性质的递变规律)。,答案：一、1.KLMNOPQKLMNOPQKLMNOPQ2(1)能量最低(2)2n2(3)82(4)1832二、1.性质原子序数呈周期性2.核外电子排布3.逐渐减小逐渐增大相同、渐多递增、相同逐渐增强逐渐减弱逐渐减弱逐渐增强逐渐减弱逐渐增强逐渐增强逐渐减弱17增强减弱减弱增强易增强难减弱,三、1.硼、硅、砷、碲、砹、铝、锗、锑、钋(1)左下方过渡主族(2)右上方O(3)金属性非金属性2(2)分界线过渡元素氟氯磷,1下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是()ALi、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多B第二周期元素从Li到F，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强C因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强DO与S为同主族元素，且O比S的非金属性强答案：C,2(2009浙江九所重点中学高三调研)A、B、C为三种短周期元素，A、B在同周期，A、C的最低价离子分别为A2和C，B2和C具有相同的电子层结构。下列说法中正确的是()A原子序数：ABCB原子半径：ABCC离子半径：A2CB2D原子核外最外层电子数：ACB答案：AC,3(2008山东高考)下列说法正确的是()ASiH4比CH4稳定BO2半径比F的小CNa与Cs属于第A族元素，Cs失电子能力比Na的强DP和As属于第A族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱答案：C,4X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，其中X、Z同族，Y、Z同周期，W与X、Y既不同族也不同周期；X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍；Y的最高正价与最低负价代数和为6。下列说法正确的是()AY元素最高价氧化物对应的水化物化学式为H2YO4B原子半径由小到大的顺序为WXZCSi。而元素的非金属性越强，其对应的气态氢化物的稳定性越强，所以NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。由(6)小题题意知该元素为非金属元素，再结合元素及其化合物知识，不难推出该元素为N元素。答案：(1)7K2O、K2O2、KO2、KO3(任选两个)(2)He、Ne、Ar(3)H、C(4)Na(5)NH3SiH4(6)N,8在第三周期元素中，置换氢能力最强的元素的符号为_；化学性质最稳定的元素的符号是_；最高价氧化物的水化物酸性最强的酸的化学式是_；碱性最强的碱的化学式是_；显两性的氢氧化物的化学式是_；该两性氢氧化物与盐酸、NaOH溶液分别反应的离子方程式是_、_。原子半径最大的金属元素的名称是_，离子半径最小的离子的结构示意图为_。,解析：同周期元素，从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强；原子半径逐渐减小。Al(OH)3是两性氢氧化物。答案：NaArHClO4NaOHAl(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAl(OH)3OH=,9(2009张家界模拟)A、B、C、D是原子序数不超过20的四种元素，它们的最高正价依次为1、4、6、7，其核电荷数按B、C、D、A的次序增大；已知B原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍。试回答：(1)比较A、C、D形成简单离子的半径大小(写离子符号)：_ (2)比较B、C、D最高价氧化物对应水化物的酸性强弱(写化学式)：_ (3)写出A与D形成化合物的电子式：_，B与C形成的化合物的电子式：_。它们之间的化学键为_键(“极性”或“非极性”)。,解析：由B的原子结构特点可知B为碳，则C为硫，D为氯，A为钾。(1)A、C、D形成简单离子具有相同核外电子排布，则其离子半径：S2ClK；(3)A与D形成KCl，B与C形成CS2，其化学键为极性键。答案：(1)S2ClK(2)HClO4H2SO4H2CO3,1.比较元素金属性强弱的方法(1)根据原子结构原子半径(电子层数)越大，最外层电子数越少，金属性越强，反之越弱。,(2)根据在元素周期表中的位置同周期元素，从左至右随着原子序数的增加，金属性逐渐减弱。同主族元素，从上至下，随着原子序数的增加，金属性逐渐增强。(3)根据金属活动性顺序表金属的位置越靠前，其金属性越强。,(4)根据实验事实根据金属单质与水(或酸)反应的难易程度：越易反应，则对应金属元素的金属性越强。根据金属单质与盐溶液的置换反应，A置换出B，则A的金属性比B的强。一般是活泼金属置换不活泼金属(钾、钙、钠等活泼金属除外)。根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，则对应金属元素的金属性越强。根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱：单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱，元素的金属性越强。,根据电化学原理：一般情况下，不同金属形成原电池时，较活泼的金属作负极；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属其对应的元素相对不活泼。,2比较元素非金属性强弱的方法(1)根据原子结构原子半径(电子层数)越小，最外层电子数越多，非金属性越强，反之则越弱。(2)根据在元素周期表中的位置同周期元素，从左到右，随着原子序数的增加，非金属性逐渐增强。同主族元素，从上至下，随着原子序数的增加，非金属逐渐减弱。,(3)根据实验事实根据非金属单质与H2化合的难易程度：越易化合则其对应元素的非金属性越强。根据形成的氢化物的稳定性或还原性：越稳定或还原性越弱，则其对应元素的非金属性越强。根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，则对应元素的非金属性越强。,根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱：单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱，则元素的非金属越强。根据与盐溶液的置换反应：活泼非金属可置换出相对不活泼非金属(F2除外)。,特别提醒元素的非金属性与金属性强弱的实质是元素的原子得失电子的难易，而不是得失电子的多少。例如，Mg比Na失电子多，但Na比Mg失电子更容易，故Na的金属性比Mg强。凡是能直接或间接地比较变化过程中元素得失电子难易的，即可比较元素金属性和非金属性的强弱。例如，2Fe3Cl2 2FeCl3，FeS FeS，则元素非金属性：ClS。,案例精析【例1】下列叙述中能确定A金属性一定比B金属性强的是()AA原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少BA原子的电子层数比B原子的电子层数多C1 mol A与足量酸反应生成的H2比1 mol B与足量酸反应生成的H2多D常温时，A能从水中置换出氢，而B不能,解析选项A，只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少，而没有指明它们的电子层数多少，A项不正确。选项B，指出了A、B原子的电子层数的多少，但是电子层数少的不一定比电子层数多的原子的金属性弱，比如Na比Cu少一个电子层，但是Na比Cu活泼，B项不正确。选项C，只说明等物质的量的A、B与酸反应生成氢气的多少，未说明与酸反应时速率的快慢，等物质的量的A、B与酸反应生成氢气多的金属，其活泼性不一定强，如1 mol Al与1 mol Na分别与足量盐酸反应时，Al生成的氢气多，但Al没有Na活泼。选项D正确，因为只有活泼的金属(如K、Ca、Na等)在常温下才可与水反应，而较不活泼的金属在常温下与水不反应。,答案D点评解题的关键是要弄清金属性强弱的实质是原子失电子的难易程度，原子越容易失电子，其金属性越强，与原子失电子数目无关；其次得失电子的能力主要取决于原子结构，尤其与最外层电子数和电子层数密切相关。,(2009浙江杭州高三检测)某单质X能从含元素Y的盐溶液中置换出Y单质，由此可知()A当X、Y均为金属时，X一定比Y活泼B当X、Y均为非金属时，Y一定比X活泼C当X是金属时，Y一定是金属D当X是非金属时，Y可能是金属，也可能是非金属答案：A,有关X、Y、Z、W四种金属进行如下实验：,根据以上事实，下列判断或推测错误的是()AZ的阳离子氧化性最强BW的还原性强于Y的还原性CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X作负极解析：由题意知：X比Y活泼，W比X活泼，Y比Z活泼。活泼性顺序：WXYZ。Z和Cu的活泼性没有实验事项加以比较，无法作出判断。答案：C,特别提醒“三看”法快速判断简单粒子半径大小的规律：“一看”电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。,案例精析【例2】X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是()AX的原子序数比Y的小BX原子的最外层电子数比Y的多CX的原子半径比Y的大DX元素的最高正价比Y的小,解析根据X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有和氩原子相同的电子层结构可知：阴离子与其原子具有相同的电子层，而阳离子比其原子少一个电子层，则X、Y、Ar三原子在元素周期表中的大致位置为：,从上图知：X、Y在相邻的周期，Y在X元素的上一周期，是非金属，X的原子序数比Y的大，X是金属元素，其原子的最外层电子数比Y的少。X原子比Y原子的电子层结构多一层，且在元素周期表的左侧，故原子半径XY。X原子处在第四周期，可能为钾、钙等，阳离子的电子层结构与Ar的相同，X的最高正价可能是1、2价等，Y元素处于第三周期，可能是P、S、Cl等，其最高正价可能是5、6、7等。显然，X元素的最高正价比Y的小。答案CD,点评依据离子结构特点推断元素在元素周期表中的位置是解决此类问题的关键。把X、Y元素在元素周期表中定位后，它们的原子结构、电子层数、最外层电子数、元素最高正价以及原子半径、离子半径等递变规律都能顺利推断。,规律总结稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的简单阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。原子序数：阳离子大于阴离子。粒子半径：阴离子大于阳离子。元素的最高正价：阴离子元素大于阳离子元素。,(2009浙江淳安高三联考)已知：aAn，bB(n1)，cCn，dD(n1)是具有相同的电子层结构的短周期元素形成的简单离子，下列叙述正确的是()A原子半径：CDABB原子序数：bacdC离子半径：CDABD单质还原性：ABCD答案：B,元素在周期表中的位置、原子结构和元素的性质之间(即“位构性”)存在着内在的联系。,1原子结构与元素在周期表中的位置关系(1)主族元素的最高正化合价主族序数最外层电子数。主族元素的最低负化合价最高正化合价8。(2)核外电子层数周期数(Pd除外)。(3)质子数原子序数原子核外电子数核电荷数。(4)最外层电子数等于或大于3而小于8的一定是主族元素。(5)最外层有1个或2个电子，则可能是第A、第A族元素，也可能是副族、第族或0族元素氦。,2原子结构与元素性质的关系(1)最外层电子数大于电子层数时，属于非金属。(2)最外层电子数小于电子层数时，属于金属(氢除外)。(3)原子半径越大，失电子越易，还原性越强，金属性越强，形成的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，其离子的氧化性越弱。(4)原子半径越小，得电子越易，氧化性越强，非金属性越强，形成的氢化物越稳定，形成的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其离子的还原性越弱。,3元素在周期表中的位置与元素性质的关系(1)同周期元素性质的递变性；同主族元素性质的相似性、递变性、差异性。(2)对角线规律沿表中金属与非金属分界线方向对角的两主族元素(都是金属或都是非金属)性质相近。突出的有三对：LiMg、BeAl、BSi。,(3)相邻相似规律元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别不大，俗称相邻相似规律。(4)处在金属元素与非金属元素分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。,案例精析【例3】现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：,完成下列问题：(1)元素T在周期表中位于第_周期第_族。(2)元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是_。(3)元素Y与氢元素形成一种分子YH3，写出该微粒的电子式_。,(4)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是_(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是()a常温下Z的单质和T的单质状态不同bZ的氢化物比T的氢化物稳定c一定条件下Z和T的单质都能与NaOH溶液反应(5)T、X、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是_(用化学式表示)。,解析根据题目中T、X的电子层上的电子数或电子数与电子层数的关系可确定T为硫，X为碳；常温下单质Y为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性，则Y为氮，Z元素最高正价为7价(短周期中)，故Z为氯。(4)常温下Cl2和S的单质状态不同，属于物理性质，不能用于比较其非金属性的强弱；HCl比H2S稳定，说明Cl的非金属性比S的强；Cl2和S都能与NaOH溶液反应，说明Cl2和S均既有氧化性又有还原性，不能说明Cl的非金属性比S强。(5)元素的非金属性：ClSC，因此最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4H2SO4H2CO3。,答案(1)三A(2)14C (4)Clb(5)HClO4H2SO4H2CO3,(2009浙江杭州第十中学高三月考)A、B、C、D、E、F是常见单质，其中A是用量最大、应用最广泛的金属；元素D是地壳中含量最多的金属元素；D元素和E元素在周期表中相邻。G、H、I、J、K、L是常见化合物，其中G在常温下是无色液体，H是黑色固体。,以上物质相互间的转化关系如下图所示：,(1)元素A在元素周期表位于第_周期第_族。(2)写出K的电子式_。(3)写出H和D反应的化学方程式_。(4)D能与NaOH溶液反应，请写出该反应的离子方程式_。(5)写出A与G反应的化学方程式_(6)K与E反应时产生的现象有_该反应的化学方程式为_,解析：由题目所给的信息可知A是Fe，D是Al，G是H2O；由H是常见的化合物且是黑色的固体可知H为Fe3O4。答案：(1)四,1.核外电子排布的特殊规律(短周期元素)(1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。(2)最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He。(3)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。,(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层3倍的元素：O；是次外层4倍的元素：Ne。(5)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。(6)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。,2核外电子数相等的微粒,特别提醒若两种微粒的质子数和核外电子数分别相等，则它们的关系可能是两种原子(同位素)、两种分子、两种阳离子且带电荷数相同、两种阴离子且带电荷数相同。,案例精析【例4】用A、B、C2、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答：(1)A元素基态原子的电子排布式是_，B元素是_，C元素是_。(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_。(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_；电子式是_。,(5)G分子中含有4个原子，其分子式是_。(6)H分子中含有8个原子，其分子式是_。解析18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H的对应离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子，共16种，阳离子K、Ca2；阴离子P3、S2、HS、Cl；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。,通常情况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答：(1)用化学符号表示下列四种微粒：A：_，B：_，C：_，D：_。(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：_,【例1】四种短周期元素的性质或结构信息如下表。请根据信息回答下列问题：,(1)B元素在周期表中的位置是_。(2)写出C单质与水反应的化学方程式：_。A与C形成的化合物溶于水后，溶液的pH_7(填“大于”、“等于”或“小于”)。(3)D元素的最高价氧化物中含有的化学键类型为_。(4)A、B两元素非金属性较强的是(写元素符号)_。写出能证明该结论的一个实验事实_。,解析根据四种元素的性质及结构信息可判断出四种元素分别是硫、氯、钠、硅。Na2S溶于水后，S2发生水解：S2H2O HSOH其溶液呈碱性；硫、氯的元素都在第三周期，氯排在硫的后面，氯元素的非金属性比硫强。H2S的还原性比HCl的强或氯气和H2S反应时将硫置换出来，这些事实都可以证明氯元素的非金属性比硫的强。,答案(1)第三周期第A族(2)2Na2H2O=2NaOHH2大于(3)共价键(或极性键)(4)ClCl2和硫化氢水溶液反应置换出硫或氯化氢的稳定性比硫化氢的强(合理即可),(2009江苏启东中学模拟)(1)在元素周期表中全部是金属元素的区域为_(填写字母序号)。aAbBcCdD,(2)有人认为形成化合物最多的元素不是第A族的碳元素，而是另一种短周期元素，请你根据学过的化学知识判断这一元素是_。(3)在上面元素周期表中，第六、七周期比第四、五周期多了14种元素，其原因是_ (4)请分析周期数与元素种数的关系，然后预言第8周期最多可能含有的元素种数为()A18B32C50D64,(5)现有甲、乙两种短周期元素，室温下，甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中，表面都生成致密的氧化膜；乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等。用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置。甲、乙两元素相比较，金属性较强的是_(填名称)，可以验证该结论的实验是_。,a将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中b将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应c将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液d比较这两种元素的气态氢化物的稳定性把一小块甲、乙两种单质形成的